一种充换电站设施配置及成本优化方法技术

本发明专利技术公开了一种充换电站设施配置及成本优化方法，所述方法包括：建立电动汽车在所述充换电站中的行为模型，并给出所述行为模型的约束条件；基于所述行为模型的基础参数，获取所述行为模型的用户到达率，用户离去率，设施服务强度，设施利用率；对所述设施利用率进行优化，获取所述设施利用率的最优曲线。本发明专利技术可有效提升充换电设施的利用效率，通过设置充电设施与换电设施之间的数量比例，使用户满意度上升，同时为相关企业扩产、设施扩容提供依据，推动产业发展。推动产业发展。推动产业发展。

【技术实现步骤摘要】
一种充换电站设施配置及成本优化方法


[0001]本专利技术涉及充换电站设施规划领域，具体涉及一种基于排队论的充换电站设施配置及成本优化方法。

技术介绍

[0002]目前，电动化、网联化、智能化、共享化正在成为汽车产业的发展潮流和趋势，并争取到2030年前后，新能源汽车销量占当年汽车销量的40％以上。针对当前制约新能源汽车尤其是电动汽车发展的续航里程、配套基础设施建设这两大瓶颈，要大力推动充换电网络建设，并提升充电基础设施服务水平。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是如何推动充换电网络的建设并提升充电寄出设施服务水平，提供一种充换电站设施配置及成本优化方法。
[0004]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0005]一种充换电站设施配置及成本优化方法，所述方法包括：
[0006]建立电动汽车在所述充换电站中的行为模型，并给出所述行为模型的约束条件；
[0007]基于所述行为模型的基础参数，获取所述行为模型的用户到达率，用户离去率，设施服务强度，设施利用率；
[0008]对所述设施利用率进行优化，获取所述设施利用率的最优曲线。
[0009]进一步地，根据所述电动汽车的数量，所述电动汽车到达所述充换电站的概率，所述电动汽车完成服务后离开的概率建立所述行为模型。
[0010]较佳地，基于M/M/N/k/∞/FCFS排队模型建立所述行为模型，其中，参数M，M分别表示所述行为模型中电动汽车用户到达所述充换电站的间隔时间和服务时间服从负指数分布，N表示充换电设施的个数，k表示至多同时容纳潜在用户的个数，∞表示可服务用户数为无限，FCFS表示所述行为模型服从从先到先的服务规则。
[0011]进一步地，所述基础参数包括：队列中电动汽车平均数量，用户平均等待时间，用户在站内停留的平均时间，使用中设备的平均数量，站内设施的平均利用率。
[0012]进一步地，所述约束条件为符合电网安全性约束条件；使用边际成本理论对所述设施利用率进行优化。
[0013]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
[0014]本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术可有效提升充换电设施的利用效率，通过设置充电设施与换电设施之间的数量比例，使用户满意度上升，同时为相关企业扩产、设施扩容提供依据，推动产业发展。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种充换电站设施配置及成本优化方法一实施例中的方法流程图；
[0016]图2为本专利技术一种充换电站设施配置及成本优化方法一实施例中的充换电行为模型流程图；
[0017]图3为本专利技术一种充换电站设施配置及成本优化方法一实施例中的最优曲线示意图。
具体实施方式
[0018]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
[0019]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0020]如图1所示为本专利技术一种充换电设施配置及成本优化方法一实施中的方法流程图：
[0021]S01：建立电动汽车在所述充换电站中的行为模型，并给出所述行为模型的约束条件；
[0022]在一个示例中，电动汽车的数量n、站内可提供充换电服务的设施数量c、所述电动汽车到达所述充换电站的概率λ以及所述电动汽车完成服务后离开的概率μ，并根据电网安全性等约束建立相应的电动汽车充换电行为模型，所述行为模型的示意图如图2所示:
[0023]其目标函数即为：min c
[0024]所述行为模型的状态概率平衡方程为：
[0025][0026]其中，P
n
表示为站内有n台电动汽车正在进行充换电服务的概率；c表示站内可提供充换电服务的设施数量，n表示站内正在接受充换电服务的电动汽车数量；当1≤n≤c时，表示当前站内有电动汽车正在接受充换电服务，且仍有c
‑
n个空位；当n>c时，表示当前站内所有c个充换电设备都在进行服务，即站内服务名额已满，且仍有n
‑
c台电动汽车在队列中，处于服务等待状态。
[0027]所述行为模型的约束如下：
[0028](1)用户平均等待时间概率约束，其概率需要大于达到平均等待时间所要求的概率：
[0029]P{W
q
≤t
q
}＝1
‑
P{W
q
>t
q
}＝1
‑
P
q
>p
q
[0030]上式中W
q
表示当前用户等待时间，t
q
表示平均等待时间，P{W
q
≤t
q
}表示用户平均等待时间概率，p
q
表示达到平均等待时间所要求的概率。
[0031](2)用户站内停留时间概率约束，其概率需要大于达到平均停留时间所要求的概
率：
[0032]P{W≤t}＝1
‑
P{W>t}＝1
‑
P>p
[0033]其中，W表示当前用户停留时间，t表示平均停留时间，P{W≤t}表示用户平均停留时间概率，p表示大道平均停留时间所要求的概率。
[0034](3)用户服务时间约束，站内停留所需最小时间要大于服务时间：
[0035]t>t
min
[0036]其中t表示用户平均停留时间，t
min
表示服务用户所需的最小时间。
[0037](4)服务强度约束，保证系统不会形成无限队列：
[0038]ρ<1
[0039]其中ρ为服务强度。
[0040]S02：基于所述行为模型的基础参数，获取所述行为模型的用户到达率，用户离去率，设施服务强度，设施利用率；
[0041]在一个示例中，所述基础参数包括：队列中电动汽车平均数量、用户平均等待时间、用户在站内停留的平均时间、使用中设备的平均数量、站内设施的平均利用率等。并基于上述基础参数求解所述行为模型中的用户到达率，用户离去率，设施服务强度，设施利用率。
[0042]S03：对所述设施利用率进行优化，获取所述设施利用率的最优曲线。
[0043]在一个示例中，所述充换电站设施配置及成本优化方法所建立的电动汽车充换电行为模型符合电网安全性约束。所述电动汽车充换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种充换电站设施配置及成本优化方法，其特征在于，所述方法包括：建立电动汽车在所述充换电站中的行为模型，并给出所述行为模型的约束条件；基于所述行为模型的基础参数，获取所述行为模型的用户到达率，用户离去率，设施服务强度，设施利用率；对所述设施利用率进行优化，获取所述设施利用率的最优曲线。2.如权利要求1所述的一种充换电站设施配置及成本优化方法，其特征在于，根据所述电动汽车的数量，所述电动汽车到达所述充换电站的概率，所述电动汽车完成服务后离开的概率建立所述行为模型。3.如权利要求2所述的一种充换电站设施配置及成本优化方法，其特征在于，基于M/M/N/k/∞/FCFS排队模型建立所述行为模型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兰馨，岳飞扬，沈灿然，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：